十二、dyld 和 Objc 的關(guān)聯(lián)

主要內(nèi)容:
一、_objc_init 源碼分析
二、dyld 和 Objc 的關(guān)聯(lián)

一、_objc_init 源碼分析

void _objc_init(void)
{
    static bool initialized = false;
    if (initialized) return;
    initialized = true;
    
    // fixme defer initialization until an objc-using image is found?
    // 環(huán)境變量初始化
    environ_init();
    //本地線程池初始化
    tls_init();
    // objc里的靜態(tài)函數(shù)
    static_init();
    runtime_init();
    exception_init();
    //cache 緩存的處理
    cache_init();
    _imp_implementationWithBlock_init();
    //  重點(diǎn) :map_images, load_images
    // images:鏡像文件   map:映射
    // map_images: 管理文件中和動(dòng)態(tài)庫中所有的符號(class Protocol selector category)
    // load_images: 加載執(zhí)行l(wèi)oad方法
    _dyld_objc_notify_register(&map_images, load_images, unmap_image);

#if __OBJC2__
    didCallDyldNotifyRegister = true;
#endif
}

調(diào)用的方法具體分析

  • 1.environ_init() : 環(huán)境變量初始化
    讀取影響運(yùn)行時(shí)的環(huán)境變量。如果需要,還可以打印環(huán) 境變量幫助。
    for (size_t i = 0; i < sizeof(Settings)/sizeof(Settings[0]); i++) {
        const option_t *opt = &Settings[I];
        _objc_inform("%s: %s", opt->env, opt->help);
        _objc_inform("%s is set", opt->env);
    }

打印日志:

......
objc[1955]: OBJC_DISABLE_TAGGED_POINTERS: disable tagged pointer optimization of NSNumber et al.
objc[1955]: OBJC_DISABLE_TAGGED_POINTERS is set
objc[1955]: OBJC_DISABLE_TAG_OBFUSCATION: disable obfuscation of tagged pointers
objc[1955]: OBJC_DISABLE_TAG_OBFUSCATION is set
objc[1955]: OBJC_DISABLE_NONPOINTER_ISA: disable non-pointer isa fields
objc[1955]: OBJC_DISABLE_NONPOINTER_ISA is set
objc[1955]: OBJC_DISABLE_INITIALIZE_FORK_SAFETY: disable safety checks for +initialize after fork

注:也可以通過在控制臺,執(zhí)行:export OBJC_HELP=1,打印出環(huán)境變量

例:在環(huán)境變量中添加OBJC_PRINT_LOAD_METHODS = YES,然后運(yùn)行,如圖:

image.png

打印日志:

......
objc[2093]: LOAD: class 'NSApplication' scheduled for +load
objc[2093]: LOAD: class 'NSBinder' scheduled for +load
objc[2093]: LOAD: class 'NSColorSpaceColor' scheduled for +load
objc[2093]: LOAD: class 'NSNextStepFrame' scheduled for +load
objc[2093]: LOAD: category 'NSColor(NSUIKitSupport)' scheduled for +load
objc[2093]: LOAD: +[NSApplication load]

objc[2093]: LOAD: +[NSBinder load]

objc[2093]: LOAD: +[NSColorSpaceColor load]

objc[2093]: LOAD: +[NSNextStepFrame load]

objc[2093]: LOAD: +[NSColor(NSUIKitSupport) load]

objc[2093]: LOAD: category 'NSError(FPAdditions)' scheduled for +load
objc[2093]: LOAD: +[NSError(FPAdditions) load]

objc[2093]: LOAD: class '_DKEventQuery' scheduled for +load
objc[2093]: LOAD: +[_DKEventQuery load]

objc[2093]: LOAD: class 'LGPerson' scheduled for +load
objc[2093]: LOAD: +[LGPerson load]
  • 2.tls_init() 關(guān)于線程key的綁定 - 比如每線程數(shù)據(jù)的析構(gòu)函數(shù)
void tls_init(void)
{
#if SUPPORT_DIRECT_THREAD_KEYS
    pthread_key_init_np(TLS_DIRECT_KEY, &_objc_pthread_destroyspecific);
#else
    _objc_pthread_key = tls_create(&_objc_pthread_destroyspecific);
#endif
}
  • 3.static_init()

    • 運(yùn)行C ++靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)。
    • dyld調(diào)用我們的靜態(tài)構(gòu)造函數(shù) 之前libc 會(huì)調(diào)用 _objc_init(),因此我們必須自己做
  • 4.runtime_init(): runtime運(yùn)行時(shí)環(huán)境初始化

    • 主要是:unattachedCategories,allocatedClasses 后面會(huì)分析
void runtime_init(void)
{
    //分類的初始化
    objc::unattachedCategories.init(32);
    // 儲(chǔ)存加載完畢的類的方法
    objc::allocatedClasses.init();
}
  • 5.exception_init () 初始化libobjc的異常處理系統(tǒng)
    我們可以通過設(shè)置回調(diào)函數(shù)來攔截異常信息

  • 6.cache_init() 緩存條件初始化

  • 7._imp_implementationWithBlock_init :啟動(dòng)回調(diào)機(jī)制。
    通常這不會(huì)做什么,因?yàn)樗械某跏蓟际嵌栊缘?,但是對于某些進(jìn)程,我們會(huì)迫不及待地加載trampolines dylib

    1. _dyld_objc_notify_register
    • map_images :管理文件中和動(dòng)態(tài)庫中所有的符號(class Protocol selector category)
    • load_images :加載執(zhí)行l(wèi)oad方法

_dyld_objc_notify_register是我們注冊相關(guān)的重要函數(shù),我們知道在dyld的程序啟動(dòng)中會(huì)進(jìn)行相關(guān)的閉環(huán),而其中就有_dyld_objc_notify_register,所以接下來就讓我們來學(xué)習(xí)一下dyld 和 objc關(guān)聯(lián)關(guān)系以及是如何通過_dyld_objc_notify_register 進(jìn)行關(guān)聯(lián)的。

二、dyld 和 Objc 的關(guān)聯(lián)

  • _dyld_objc_notify_register源碼:
    _dyld_objc_notify_register 這個(gè)方法是跨庫執(zhí)行的,在蘋果開源的 dyld 源碼
void _dyld_objc_notify_register(_dyld_objc_notify_mapped    mapped,
                                _dyld_objc_notify_init      init,
                                _dyld_objc_notify_unmapped  unmapped)
{
    dyld::registerObjCNotifiers(mapped, init, unmapped);
}

  • dyld::registerObjCNotifiers 源碼
void registerObjCNotifiers(_dyld_objc_notify_mapped mapped, _dyld_objc_notify_init init, _dyld_objc_notify_unmapped unmapped)
{
    // record functions to call
    sNotifyObjCMapped   = mapped;
    sNotifyObjCInit     = init;
    sNotifyObjCUnmapped = unmapped;

    ......省略部分代碼
}

傳來的三個(gè)參數(shù)中,第一個(gè)參數(shù) map_images賦值給sNotifyObjCMapped,第二個(gè)參數(shù)load_images賦值給sNotifyObjCInit,全局搜索這兩個(gè)變量,可以查找到函數(shù)調(diào)用分別是:

(*sNotifyObjCMapped)(objcImageCount, paths, mhs);
(*sNotifyObjCInit)(image->getRealPath(), image->machHeader());

再回到 objc_781環(huán)境,全局搜索map_images(

  • map_images源碼:
void
map_images(unsigned count, const char * const paths[],
           const struct mach_header * const mhdrs[])
{
    mutex_locker_t lock(runtimeLock);
    return map_images_nolock(count, paths, mhdrs);
}
  • map_images_nolock源碼:
// 加載鏡向文件
void 
map_images_nolock(unsigned mhCount, const char * const mhPaths[],
                  const struct mach_header * const mhdrs[])
{
    static bool firstTime = YES;
    header_info *hList[mhCount];
    uint32_t hCount;
    size_t selrefCount = 0;
    ......省略代碼
    if (hCount > 0) {
        // 讀鏡向文件
        _read_images(hList, hCount, totalClasses, unoptimizedTotalClasses);
    }
    ......省略代碼
}

map_images 這個(gè)函數(shù)的主要功能就是為了映射相關(guān)的類信息,所以此處才是我們研究的重點(diǎn),接著進(jìn)入到相關(guān)的類方法的定義_read_images方法 順著源碼分析我們能得到很多關(guān)于類的信息:

  • _read_images源碼:
void _read_images(header_info **hList, uint32_t hCount, int totalClasses, int unoptimizedTotalClasses)
{
    ......省略代碼
        for (i = 0; i < count; i++) {
            Class cls = (Class)classlist[I];
            // 加載類信息
            Class newCls = readClass(cls, headerIsBundle, headerIsPreoptimized);

            if (newCls != cls  &&  newCls) {
                resolvedFutureClasses = (Class *)
                    realloc(resolvedFutureClasses, 
                            (resolvedFutureClassCount+1) * sizeof(Class));
                resolvedFutureClasses[resolvedFutureClassCount++] = newCls;
            }
        }
    ......省略代碼
}

_read_images中做了哪些操作總結(jié):

  1. 條件控制進(jìn)??次的加載
  2. 修復(fù)預(yù)編譯階段的 @selector 的混亂問題
  3. 錯(cuò)誤混亂的類處理
  4. 修復(fù)重映射?些沒有被鏡像?件加載進(jìn)來的 類
  5. 修復(fù)?些消息!
  6. 當(dāng)我們類??有協(xié)議的時(shí)候 : readProtocol
  7. 修復(fù)沒有被加載的協(xié)議
  8. 分類處理
  9. 類的加載處理
  10. 沒有被處理的類 優(yōu)化那些被侵犯的類
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